酸性氣工業制硫通常分為制硫爐內高溫熱反應和轉
化器內低溫催化反應兩部分。
1、高溫熱反應
酸性氣在制硫爐內高溫條件下,部分先被O2 氧
化成SO2 ,其餘的再與SO2 反應生成元素硫,主要進
行的反應如下:
H2S +3/2O2 =SO2 + H2O + 519. 2 kJ (1)
2H2S + SO2=3/2S2 + 2H2O - 42. 1 kJ (2)
高溫條件下這兩個反應的速度很快,一般可在
1 s 內完成,H2S 轉化率可達60 %～70 %。
2、低溫催化反應
低溫催化反應是在轉化器內的催化劑床層上進
行,反應式如下:
2H2S + SO2=3/xSx + 2H2O + 93 kJ (3)
由於該過程為放熱反應,從理論上講,反應溫度
越低,轉化率越高。但是,反應溫度低於硫露點時,
會有大量液硫沉積在催化劑表面,使其失去活性,為
此催化反應溫度一般控制在170～350 ℃。隨著制
硫技術水平的提高,催化反應也可在硫露點以下進
行,如CBA 法和MCRC 法等。高溫熱反應和一級催
化反應的硫回收率一般在75 %～90 % ,為了提高硫
回收率,工業上常採用增加轉化器數量、轉化器之間
設定冷凝器分離液硫,以及逐級降低催化反應溫度
等措施。
1. 2 硫的特性
元素硫有其特殊的複雜性,如液態和氣態中的
硫都是不同硫組分的混合物。液態硫是S8 環狀和
Sn 鏈狀聚合物的混合物, n 值可以達到相當大。硫
蒸氣是由S1至S8 八種組分組成,溫度高於700 K時
氣體中主要是S2 ,700 K以下時則以S6 、S8 為主[1 ] 。
在工程上以S2 、S6 、S8 三種組分的含量來描述硫已能
滿足設計精度要求。各種硫組分間轉化的反應熱較
大,見化學方程式(4) ～ (6) 。
3S2 S6 + 272. 2 kJ (4)
4S2 S8 + 404. 4 kJ (5)
4S6 3S8 + 124. 5 kJ (6)
